الجينات الطويلة قد تلعب دوراً حاسماً في عملية الشيخوخة

أفادت دراسة حديثة بأن الشيخوخة قد لا تتعلق بـ«جينات الشيخوخة» المحددة بقدر ما تتعلق بطول الجينات، حيث إن الانخفاض في «التعبير عن الجينات» الطويلة مع تقدم العمر يمكن أن يكون عاملاً مهماً يسهم في الشيخوخة الشاملة في مختلف الكائنات الحية، بما في ذلك البشر وفقاً لموقع الشرق الأوسط.

وقد لُوحظت هذه الظاهرة في الأنواع المختلفة من الكائنات وأنواع مختلفة من الخلايا، وترتبط بالتغيرات على المستويات الجزيئية والخلوية وأعضاء الجسم التي تظهر عادة أثناء الشيخوخة.

تراكم الضرر الجيني

يقول الباحثون الذين يتألفون من أربع مجموعات بحثية من إسبانيا وهولندا وألمانيا والولايات المتحدة في مقال نُشر في 21 مارس (آذار) 2024 في مجلة «Trends in Genetics»، إن الجينات الطويلة أكثر عرضةً للتلف بمرور الوقت ربما بسبب العدد الأكبر من المواقع المحتملة لتراكم الضرر فيها. ويمكن أن تؤدي هذه القابلية للتلف إلى تغيرات جزيئية وخلوية مرتبطة بالشيخوخة مثل تغير إنتاج البروتين واستقلاب الخلايا دون المستوى الأمثل وهندسة الأنسجة المعرضة للخطر.

من الجدير بالذكر أن الخلايا التي لا تنقسم بشكل متكرر والخلايا التي تعبر عن جينات طويلة معرضة بشكل خاص لهذه الظاهرة، وهو ما قد يفسر سبب كون بعض الأنسجة مثل الخلايا العصبية أكثر عرضة للتغيرات المرتبطة بالشيخوخة.

وتسلط الدراسة الضوء أيضاً على العلاقة بين انخفاض التعبير الجيني الطويل وبين التنكس العصبي، ما يشير إلى أن هذه الظاهرة قد تساهم في أمراض التنكس العصبي المرتبطة بالعمر مثل مرض ألزهايمر.

ومن جهة أخرى يذكر المؤلفون أن العوامل المعروفة المضادة للشيخوخة مثل القيود الغذائية يمكن أن تخفف من انخفاض التعبير الجيني الطويل، وبالتالي ربما تبطئ عملية الشيخوخة، حيث يمكن أن يكون للقيود الغذائية معانٍ مختلفة اعتماداً على السياق.

وبشكل عام يشير مصطلح القيود الغذائية هذا إلى عمليات الحد من، أو تجنب، بعض الأطعمة أو العناصر الغذائية لأسباب مختلفة. وتعتمد بعض القيود الغذائية الشائعة على التفضيلات الدينية أو الأخلاقية أو الصحية أو الشخصية. وعلى سبيل المثال، تعد الأنظمة الغذائية النباتية أو الخالية من الغلوتين أواللاكتوز أو منخفضة الصوديوم بعضاً من القيود الغذائية التي قد يتبعها الأشخاص. ومع ذلك يمكن أن يكون التقييد الغذائي أيضاً علامة على اضطراب في الأكل مثل فقدان الشهية أو الشره المرضي عندما يتضمن نقصاً شديداً أو قهرياً في تناول الطعام.

الجينات الطويلة

غالباً ما ترتبط الجينات الطويلة بوظائف مهمة خلال مراحل التطور المبكرة، وقد تلعب دوراً في العمليات الحاسمة للنمو والتمايز. وتشمل أمثلة الجينات الأطول تلك التي يتم التعبير عنها في الدماغ، لها دور في أمراض القلب والسرطان. أما الجينات القصيرة فغالباً ما تشارك في وظائف مهمة طوال الحياة مثل الجهاز المناعي وفي العمليات التي تتطلب استجابات سريعة على سبيل المثال تلعب دوراً في نمو الجلد وتساهم في الصحة العامة.

إن فهم هذه الاختلافات يمكن أن يوفر نظرة ثاقبة حول الشيخوخة والطرق المحتملة لمواجهة عملية الشيخوخة، وعادة ما تصبح الجينات الأطول أقل نشاطاً مع التقدم في السن، بينما تصبح الجينات الأقصر أكثر نشاطاً. إنه أمر مدهش كيف يؤثر التركيب الجيني على صحة ورفاهية البشر.

التعبير الجيني

التعبير الجيني عملية أساسية في علم الأحياء تتضمن تحويل المعلومات الجينية المشفرة في الحامض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) إلى بروتينات وظيفية أو جزيئات الحامض النووي الريبي (RNA)، وكذلك تلعب دوراً حاسماً في تحديد سمات الكائن الحي وتطوره واستجابته لبيئته.

ويتكون الحامض النووي في البشر من جينات يمكن أن تختلف هذه الجينات بشكل كبير في الحجم، إذ يمكن أن تكون الجينات قصيرةً بقدر بضع مئات من الجزيئات المعروفة بالقواعد النتروجينية، أو طويلة بقدر مليوني قاعدة نتروجينية. وتحمل هذه الجينات تعليمات لبناء البروتينات وغيرها من المعلومات الأساسية اللازمة للحفاظ على عمل جسم الإنسان.

العوامل المؤثرة على الشيخوخة

إن العديد من الجينات المشاركة في منع تراكم البروتين في مرض ألزهايمر طويلة بشكل استثنائي، وكذلك فإن مرضى سرطان الأطفال الذين يتم شفاؤهم عن طريق العلاج الكيميائي المدمر للحامض النووي يعانون لاحقاً من الشيخوخة المبكرة والتنكس العصبي.

ويتكهن المؤلفون بأن الضرر الذي يلحق بالجينات الطويلة يمكن أن يفسر معظم سمات الشيخوخة لأنه يرتبط بمسرّعات الشيخوخة المعروفة. ولأنه يمكن تخفيفه باستخدام علاجات معروفة مضادة للشيخوخة مثل تقييد النظام الغذائي الذي ثبت أنه يحد من تلف الحامض النووي. ويضيف المؤلف المشارك توماس ستويجر من كلية فاينبرغ جامعة نورث وسترن شيكاغو بولاية إلينوي الأمريكية بأن العديد من الأشياء المختلفة المعروفة بتأثيرها على تسريع الشيخوخة مثل أنواع التعرض للإشعاع، خصوصاً الأشعة فوق البنفسجية، والتدخين والكحول والنظام الغذائي السيئ والإجهاد التأكسدي، كلها تؤثر بدورها على اختلال عمل الجينات الطويلة.

وفي حين أن الارتباط بين انخفاض التعبير الجيني الطويل والشيخوخة قوي، فإن الباحثين يعترفون بأن الأدلة السببية التي تربط بين الاثنين تحتاج إلى مزيد من البحث. وسوف تتعمق الدراسات المستقبلية في الآليات الكامنة وراء هذه الظاهرة وآثارها التطورية ودورها المحدد في التنكس العصبي. وبشكل عام يتحدى هذا البحث التركيز التقليدي على جينات محددة مرتبطة بالشيخوخة، ويشير إلى أن طول الجينات وقابليتها للتلف قد يلعبان دوراً حاسماً في عملية الشيخوخة عبر طيف كبير من الكائنات الحية وأنواع الخلايا المختلفة.